• Rezultati Niso Bili Najdeni

Določitve kritičnega vnosa za dušik in žveplo

demonstracijska naloga)

5.1 Določitve kritičnega vnosa za dušik in žveplo

 

Delno poročilo pripravil Klemen Eler, BF, odd. za agronomija. 

 

Soil‐vegetation dynamic modelling of ICP forest Level‐II plots 

Sites used for modelling 

For this report two out of eleven Slovenian ICP level‐II plots were selected on the basis of data  availability (longest time series to decrease interannual variability e.g. of wood increments, litterfall,  depositions, water and temperature data). Sites are contrasting in soil conditions. Site  ʺBrdoʺ is  acidophilous species poor Scots pine forest and  ʺBorovecʺ site is beech forest lying on carbonate  bedrock. Soil acidification due to N and S deposition can only be relevant for ʺBrdoʺ site where the soil  is acidic. Carbon and nitrogen pool modeling is eligible for both sites. Detailed information on sites  are showed in the table 3. 

   

Table 3: Site information of two Level‐II plots in Slovenia. 

Site  Borovec  Brdo 

Geogr. coordinates  +45.32.12  +14.48.16 

 

+46.17.14  +14.24.17 

 

Altitude  705 m  471 m 

Biogeographic region  Dinaric  Pre‐Alpine 

Soil  Rendzic leptosol, (eutric cambisol)  Dystric cambisol 

Mean pH of topsoil  6.6  4.1 

Bedrock  Limestone  Fluvioglacial gravels and sands 

Plant community  Lamio orvalae‐Fagetum  Vaccinio myrtilli‐Pinetum  Dominant tree species  Fagus sylvatica  Pinus sylvestris 

Stand age  80 yrs  100 yrs 

Data sources 

Dynamic modeling of acidification/eutrophication was performed using VSD+ (Bonten et al., 2011; 

Reinds, 2009). The on‐site measurements included in calculations were: pH, carbon and nitrogen  contents, soil bulk density,  base saturation, cation exchange capacity, soil temperature, C:N ratio of  soil, humus and litter, wood increments and litterfall,   rainfall, water content. Some data (detailed  chemical parameters of equilibrium equations, weathering rates, mineralization rates, and transfer  fractions of the litter‐soil‐microbes system, mineral content of stems) were not obtained during level II  measurements and default values within VSD+ or literature data were used. For historic depositions  of pollutants and base cations EMEP data were used. MetHyd model to obtain runoff and temperature  and SWC adjusted mineralization rates was  not  used  at this  moment. Model calibration was  performed using the observed values of C and N pools, C:N ratio and base saturation for year 2004.  

   

 

Table 4: Input values for VSD+ dynamic model for two Level‐II plots of Slovenia. For details on  parameters and units see VSD+ manual (Bonten et al., 2011). 

 

Site: BOROVEC

period thick bulkdens Theta pCO2fac CEC bsat_0 Excmo

d lgKAlBC lgKHBC expAl lgKAlox Cpool_

0

CNrat_

0 1960 2010 0.35 1.31 0.18 18.8 48.8 0.99 2 0.16 3.8 3 7.9 8000 18 RCOOmo

d cRCOO RCOOpars TempC percol Ca_we Mg_we K_we Na_we SO2_de p

NOx_de p

NH3_de

p Ca_dep Mg_dep

0 0 0.96 0.9

0.039 7.1 0.71 0.8 0.4 0.25 0.25 EMEP EMEP EMEP EMEP EMEP K_dep Na_dep Cl_dep cCa_mi

n

cMg_mi

n cK_min kmin_fe kmin_fs kmin_mb kmin_hu frhu_fe frhu_fs frhu_m b CN_fe EMEP EMEP EMEP 0.01 0.01 0.001 8.7 0.07 1 0.002 0.0002 0.28 0.95 17 CN_fs CN_mb CN_hu CN_rt Nst knit kdenit Nfix ctCast ctMgst ctKst rf_min rf_nit rf_denit 290 9.5 15.6 40 0.125 4 4 0.05 0 0 0 0.6395 0.6395 0.0073 age_veg veg_type Nlfmin Nlfmax ncf expNlfde

p

growthfun

c bsatobsCpoolob s

Npoolob s

CNratob s 30 4 1.52 2.9 0.5 8.2 1.5 0.72 0 0.935 10400 605 17.5

Site: BRDO

period thick bulkdens Theta pCO2fac CEC bsat_0 Excmo

d lgKAlBC lgKHBC expAl lgKAlox Cpool_

0

CNrat_

0 1960 2010 0.4 1.31 0.12 21 9.75 0.15 2 0.16 3.8 3 7.9 7500 18 RCOOmo

d cRCOO RCOOpars TempC percol Ca_we Mg_we K_we Na_we SO2_de p

NOx_de p

NH3_de

p Ca_dep Mg_dep 0 0.00437

9

0.96 0.9

0.039 8.1 0.65 0.025 0.02 0.025 0.025 EMEP EMEP EMEP EMEP EMEP K_dep Na_dep Cl_dep cCa_mi

n

cMg_mi

n cK_min kmin_fe kmin_fs kmin_mb kmin_hu frhu_fe frhu_fs frhu_m b CN_fe EMEP EMEP EMEP 0.0001 0.0001 0.0001 8.7 0.05 1 0.0005 0.0002 0.28 0.95 17 CN_fs CN_mb CN_hu CN_rt Nst knit kdenit Nfix ctCast ctMgst ctKst rf_min rf_nit rf_denit 320 9.5 10.6 40 0.11 4 4 0.1 0 0 0 0.6395 0.6395 0.0073 age_veg veg_type Nlfmin Nlfmax ncf expNlfde

p

growthfun

c bsatobsCpoolob s

Npoolob s

CNratob s 50 2 1.01 2 0.6 7.4 0.68 0.3

0 0.10 9700 430 22.5

VSD+ model was used in conjunction with VEG developed by Sverdrup et al. (2007) to estimate  deterioration/improvement of soil to host certain plant species. At each study site four 10x10 m  vegetation surveys were performed in 2004 and species inventory of the site was used for VEG model  run. Species missing in database obtained from CCE were not included in model run. There were 6  out of 31 and 28 out of 83 species missing in this database for  ʺBrdoʺ site and  ʺBorovecʺ site,  respectively. The most dominant species of both sites were included in model run. 

 

Results

Figure 2: Results of VSD+ dynamic model for two forest sites for the period 1960 – 2010. 

Figure 3: VEG module output for ʺBorovecʺ site (left) and ʺBrdoʺ site.  

 

Results of VEG model are ecologically unrealistic, especially for the species rich ʺBorovecʺ site. Such  large cover and time variability of some moss and herbaceous species is not expected. Dominant forest  management  type  (selective  cutting)  in  Slovenia  precludes  large  shifts  in  plant  community  composition during forest growth. For model to approach real community initial cover estimates of  species should be used instead of assembling the community ʺfrom scratchʺ.  

   

Collaboration with habitat experts 

Since the implementation of Natura 2000 in Slovenia the country was obliged to produce only one  report on Natura 2000 favorable conservation status (according to article 17 of the EU Habitats  directive). The next report will follow in 2013. In previous report (2007) no particular emphasis was  given by reporters on nitrogen deposition from the atmosphere as being an important pressure on  habitats and species. Fertilization of grasslands however is frequently denoted as important driver of  species loss and habitat deterioration.  

For the work done so far no formalized collaboration with national reporters of Natura 2000 status has  been established. Two authors of Slovenian  ʺNFCʺ are habitat (vegetation) experts (for forests and  grasslands) and no additional support in this respect is needed. More effort, however, should be given  in the future to inform the national reporters and Slovenian Environmental Agency about atmospheric  depositions  of  nitrogen  and  exceedances  as  possible  additional  pressure  on  ecosystems  and  biodiversity. 

 

References   

Bonten, L.; Posch, M.; Reinds, G.‐J. (2011): The VSD+ soil Acidification Model, Model description and  user manual, Version 0.20, Alterra,Wageningen; CCE,RIVM, Bilthoven. 

Hettelingh, J.‐P.; Posch, M.; Slootweg, J. [eds.] (2008): Critical load, dynamic modelling and impact  assessment in Europe: CCE status report 2008, Coordination Center for Effects, RIVM, Bilthoven, The  Netherlands: 231 p. 

Reinds, G.J. (2009): Air pollution impacts onEuropean forest soils: steady state and dynamic modeling. 

Alterra Scientific Contributions 32, Alterra, Wageningen: 223 p. 

Sverdrup, H.; Belyazid, S.; Nihlgård, B.; Ericson, L. (2007): Modelling change in ground vegetation  response to acid and nitrogen pollution, climate change and forest management at in Sweden 1500‐

2100 A.D. Water, Air and Soil Pollution: Focus 7: 163‐179. 

Working group on effects, Economic Comission for Europe, UN (2010): Empirical critical loads and  dose‐response relationships. Prepared by the Coordination Centre for Effects of the international  Cooperative Programme on Modelling and Mapping Critical Levels and Loads and Air Pollution 

Effects,  Risks  and  Trends 

http://www.unece.org/env/documents/2010/eb/wge/ece.eb.air.wg.1.2010.14.e.pdf 

V predstavitvah “Exceedances of critical limits of nitrogen in European soils” avtorjev S. Iost, P. 

Rautio,  A‐J.  Lindroos,  R.  Fischer  &  M.  Lorenz  (http://www.futmon.org/sites/default/files/ 

u5/rautio.pdf), “Impact of deposition and climate change on forest soils and floristic biodiversity”, 

Hans‐Dieter  Nagel  et  al.  (OEKO‐DATA  Strausberg,  Germany)( 

http://www.futmon.org/sites/default/files/  u5/nagel.pdf) in “Vegetation response to critical limits  exceedances”, Peter Waldner et al. (http://www. futmon.org/sites/default/files/u5/waldner.pdf) so  predstavljeni delni rezultati akcije D2 na zaključni delavnici projekta FutMon 21. junija 2011 v Bruslju  (glej priloge).